Questions clés Questions clés Objectifs Oxymétrie cérébrale

(1)

Divulgations

• Bourses de recherche et support financier:

• Support de recherche (équipement)

• Conférencier:

Oxymétrie cérébrale

André Denault MD PhD FRCPC,CSPQ, ABIM-CCM, FASE

Président de la section cardiovasculaire de al SCA Professeur agrégé de cliniqueg g q

Département d’anesthésiologie Institut de Cardiologie de Montréal

Service des soins intensifs Centre Hospitalier Universitaire de Montréal

Objectifs

• Comprendre le fonctionnement de

l’oximétrie cérébrale et somatique

• Décrire un algorythme d’utilisation

Décrire un algorythme d utilisation

• Comprendre ses applications en chirurgie

cardiaque et non-cardiaque

A: « Airway » B: « Breathing » C: Circulatoire

Capnographie

C: Circulatoire D: Diagnostique E: Espérance de survie

Questions clés

• Pourquoi parler d’oximétrie

• Déterminants?

Déterminants?

• Impact sur le devenir des patients?

• Comment l’utiliser?

Questions clés

• Pourquoi parler d’oximétrie

• Déterminants?

Déterminants?

• Impact sur le devenir des patients?

• Comment l’utiliser?

(2)

Objectif ultime

August 2011 August 2011 August 2011 August 2011

(3)

♂ de 80 ans PAC

(16 septembre 2011)

"Emerging hypothesis is that SctO2monitoring may be an index of

overall organ perfusion and injury “ overall organ perfusion and injury.

" Our finding that a statistically significant model using SctO2data

predicted ICU and hospital LOS underscores this point

…and suggests that future studies may investigate the cost-effectiveness of this form of monitoring and intervention. "

Oximétrie cérébrale

(4)

Mode de fonctionnement

• Une diode envoies des photons IR avec 2

longueurs d’onde captées par 2 récepteurs • Le signal pénètre les tissus superficiels et

profonds de la peau jusqu’au cortex frontal • Le signal superficiel obtenu par le

récepteur proximal est soustrait du processus final (“Spatially resolved NIRS”) • Par conséquent, le signal final: rSO2

provient des régions plus profondes du tissu cérébral

Monitoring de la saturation en Monitoring de la saturation en oxygèneoxygène dans

dans les les régionsrégions entre entre l’ACAl’ACA et et l’ACMl’ACM (watershed)(watershed)

Light Source Light Source Shallow Detector Deep Detector Shallow Detector Deep Detector Periosteal Dura Matter Skin Tissue Bone Superior Sagittal Sinus Brain Trajet des photons

THÉORIE D’OPÉRATION

ANTERIOR CEREBRAL ARTERY MIDDLE CEREBRAL ARTERY ANTERIOR CHOROIDAL ARTERY POSTERIOR CEREBRAL ARTERY INVOS 30% 25% 20% 15%

Valeurs

Valeurs de base de rSO

de base de rSO

₂₂

Volontaires

Volontaires sainssains et patients de et patients de chirurgiechirurgie cardiaquecardiaque

Volontaires sains Patients de chirurgie cardiaque

Valeur de base éveillée de rSO2

40 50 60 70 80 90

10% 5% 0%

(5)

Questions clés

• Pourquoi parler d’oximétrie

• Déterminants?

Déterminants?

• Impact sur le devenir des patients?

• Comment l’utiliser?

Modulateurs de la rSO

₂

Métabolisme cérébral en O2 Transport cérébral d’O2 Valeur normale SaO2 PCO2 Hb PPC

Désaturation cérébrale

 Transport cérébral en O2  S O Valeur anormale  SaO2  PCO2  Hb  PPC Métabolisme cérébral en O2

Hypothermie et arrêt circulatoire

 Métabolisme cérébral en O2  Transport cérébral en O2 Valeur normale Monitoring de la Température Monitoring de la Température

(6)

85 50 40 100 80 60 40 20% -10% 20% V al ues r S O2 rom Bas el ine Baseline

Changement significatif de la rSO

₂ Inférieur à 75% de la valeur de base pour 15 secondes

Decreases in rSO2of 20% from baseline, or below 50, are cause for concern. Larger declines have been demonstrated to be associated with neurological dysfunction in a variety of clinical situations.

Roberts KW, Anesthesiol 89: A934, 1998. Edmonds HL, Jr., Anesth Analg 86:SCA13, 1998. Carlin RE, J Clin Anest 10:109-113, 1998. Cho H, J Neurosurg 89: 533-538, 1998. Higami T, Ann Thor Surg 67:1091-6, 1999.

20 0 20% 25% -20% -30% Abs ol ut e V Change F r

Pourcentage de désaturation per-opératoire

Désaturation préopératoire

Désaturation intraopératoire

(7)

Euroscore > 10 (n = 102)

Expérience à l’Institut de Cardiologie de

Montréal et au CHUM avant 2002

(8)

Expérience à l’Institut de Cardiologie de

Montréal et au CHUM de 2002-2012

(n ≈ 3000)

• Chirurgie cardiaque:

– 50% chirurgie complexe – Chirurgie minimallement invasive

• Chirurgie non-cardiaque: vasculaire • Cardiologie

• Cardiologie

– Électrophysiologie

– Hémodynamie: programme de valve percutanée

• Soins intensifs du CHUM

– Neurochirurgie – États de choc – Transplantation

• Recherche: 6 publications, 3 articles de revue, 1 chapitre de livre et projets de recherche, formation en ligne

♂ de 73 ans ré-opération pour

anévrysme de l’aorte

(9)

Fin de la procédure

Normal

♀ de 77 ans: remplacement de valve aortique

et remplacement de l’arc aortique

Monitoring

ScO

2

et Sjo

2

Saturation cérébrale O

₂

per-op

(10)

Questions clés

• Pourquoi parler d’oximétrie

• Déterminants?

Déterminants?

• Impact sur le devenir des patients?

• Comment l’utiliser?

Monitoring

April 14, 1912

April 14, 1912 April 14, 1912April 14, 1912

"In high risk surgical patients the use of a hemodynamicIn high-risk surgical patients, the use of a hemodynamic protocol to maintain tissue perfusion decreased mortality and postoperative organ failure"

Anesth Analg 2011:112:1384-91

May 2004 May 2004 May 2004 May 2004

“NIRS appears to be a promising technology, but more research is needed to establish its clinical efficacy

and justify its routine use during cardiac surgery.”

N = 417 papers N = 417 papers

Ét d ét ti t ( 1245 ti t ) t è ( 1034) Étude rétrospective avant (n = 1245 patients)et après (n = 1034) introduction de l’oximétrie cérébrale

Résultats significatifs (p < 0.05):

↓ Accidents cérébrovasculaires permanents (2.5 vs 0.97%) ↓ Du support ventilatoire prolongé (10.6 vs 6.8%) ↓ Durée d’hospitalisation

(11)

N = 488 papers

N = 488 papers Sept 2009Sept 2009Sept 2009Sept 2009

“Clinical benefit and the lack of

use-associated risk of injury at a modest expense

support the use of this device routinely in

patients undergoing cardiac surgery.”

Edmonds NYAC 2005

Edmonds NYAC 2005 _{Olsson JTCVS 2006}_{Olsson JTCVS 2006}

Austin JTCVS 1997 Austin JTCVS 1997

Hong EJTCVS 2008 Hong EJTCVS 2008

Anesthesia Analgesia 2005

Désaturation < 75% baseline > 15 secondes Anesthesia Analgesia 2007

Anesthesia Analgesia 2007 56/100 patients with episodes of desaturation: treated with success in 80.4% 56/100 patients with episodes of desaturation: treated with success in 80.4%

(12)

“Patient who did not desaturate below the

50% threshold had no meaningful

incidence of post-operative neurological

decline”

61 patients de 70 ± 5 ans

Examen neuro-cognitif

preoperatoire

4-7 jours

1 mois post-op

Oximétrie cérébrale intra-op

JCTVA 2011

80.7% POCD à 7 jours

38.3% POCD à 1 mois

(13)

• 48 patients haut risque randomisés

• 35/48 (72.9%) désaturation cérébrale

• 89.6% de succès dans la correction

• Aire sous la courbe

– Contrôle 729.7 ± 1260 % min – Traitement 154.3 ± 218.3 % min

• Durée de la ventilation mécanique

– Contrôle 28.2 ± 54.3 heures – Traitement 14.8 ± 6.3 heures

• Désaturation aux SI

– Contrôle 68.4% vs traitement 37.5%

Questions clés

• Pourquoi parler d’oximétrie

• Déterminants?

Déterminants?

• Impact sur le devenir des patients?

• Comment l’utiliser?

Seminars of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia 2007

Proposition d’une approche

en 8 étapes

• Basée sur une compréhension physiologique

et analyse des variables qui vont influencer

les valeurs de l’oximétrie cérébrale

• Inspirée des études d’interventions

(Casati 2005 et Murkin 2007)

• Définie par ordre prioriaire, logique et rapide

(durée de 60 secondes)

Echocardiographie Echocardiographie transesophagienne transesophagienne

(14)

Étape #2

Anesth Analg 2007;104:51-8

♀ de 67 ans ré-opération

plastie valve mitrale: Pa?

Pa fémorale

Pa radiale

Per-CEC ♂ de 64 ans

(15)

Pression artérielle systolique

et rSO

2 Randomized controlled trial of NIRS

in patients undergoing programmed

defibrillation

VF 09h47

NEOSYNEPHRINE 100 MCG for hypotenstion Worsening of ScO2 VF 09h47 Phényléphrine 100 mcg Éphédrine 2.5 mg and 5 mg

(16)

Phenylephrine Ephedrine

2-Pression artérielle et rSO

₂

• Pression radial non fiable dans 30% du

temps

R l ti

i

té i ll

t

ti

• Relation pression artérielle et saturation

cérébrale variable

• Agents qui ↑ la pression artérielle peuvent

↑ ou ↓ la saturation cérébrale

Ventilation et saturation cérébrale

érébrale (%) Yao et al Anesthesiology 2000 S atu ro m étrie c é CO2 expiré (mmHg) Durant l’hyperventilation De l’hyperventilation à ventilation normale

CVR Map: Hypercapnie: 40-50mmHg

CVR Map: Hypocapnie: 30-40mmHg

Circulation

extracorporelle

(17)

♀ de 82 ans: pendant la circulation

extra-corporelle pour un

remplacement valvulaire aortique

pH

7.45

7.45 pH

pH

7.35

7.35 ↓↓

pp

PCO

22

32

32 PO

PO

22

375

Pendant la

désaturation Après avoirla ventilation

pp

↓↓

PCO

22

42

42 ↑↑

PO

22

294

294 ↓↓

Désaturation ventilation à un poumon

Ventilation minute inchangée?

100% 80%

Ventilation à un poumon

Saturation systémique

4-PCO

₂

• L’oximétrie cérébrale nous aide à

optimiser la ventilation

• ventilation  les pressions

intrathoraciques,  retour veineux et la

perfusion cérébrale

•  ventilation peut toutefois  pressions

de l’artère pulmonaire et intra-crâniennes

Étape #5

Saturation cérébrale Saturation périphérique tissulaire

(18)

♀ de 54 ans PAC et résection

de masse cardiaque

(19)

5-Anémie

• Réduction en hémoglobine est associée à une

réduction de la rSO

₂

• L’hémodilution aigue pourrait expliquer la

réduction de la rSO

₂₂

pendant l’amorce de la

p

circulation extra-corporelle

• La relation entre la transfusion et la rSO

₂

peut toutefois être variable selon l’âge du culot

globulaire

• L’échocardiographie est utile dans l’exclusion

d’un saignement occulte thoraco-abdominal

Étape #6

Moniteur hémodynamique

• Valeur de base déterminée apr la fonction

cardiaque

• Meilleur que le cathéter de l’artère

pulmonaire pour déterminer si la fonction

cardiaque est normale ou non

• Utile dans toutes les formes de choc

• Utile pour déterminer l’efficacité du

traitement

Moniteur hémodynamique

• Valeur de base déterminée par la fonction

cardiaque

• Meilleur que le cathéter de l’artère

pulmonaire pour déterminer si la fonction

cardiaque est normale ou non

• Utile dans toutes les formes de choc

• Utile pour déterminer l’efficacité du

(20)

Moniteur hémodynamique

• Valeur de base déterminée par la fonction

cardiaque

• Meilleur que le cathéter de l’artère

pulmonaire pour déterminer si la fonction

cardiaque est normale ou non

• Utile dans toutes les formes de choc

• Utile pour déterminer l’efficacité du

traitement

Catherine Paquet* MD, André Denault* MD, Pierre Couture MD FRCPC, FRCPC*, Michel Carrier MD‡, FRCSC, Denis Babin MSc*, Sylvie Lévesque MSc§, Dominique Piquette MD, Jean-Claude

Tardif MD, FRCPC† • 99 patients avant la chirurgie cardiaque • Relation entre la valeur de rSO2, le profil

hé d i t l f ti di à l’ÉTO

Regional Cerebral Oxygen Saturation correlates Regional Cerebral Oxygen Saturation correlates with Ventricular Systolic and Diastolic Function. with Ventricular Systolic and Diastolic Function.

hémodynamique et la fonction cardiaque à l’ÉTO Résultats:

1-Valeur de base de la rSO2est en corrélation avec la fonction systolique et diastolique

2- Valeur de rSO₂est supérieure aux variables hémodynamiques pour prédire une fonction

cardiaque normale JCTVA 2008

Lien rSO

₂

et fonction cardiaque

♂ de 74 ans

avant PAC-RVA

♀ de 77 ans

saignement post-PAC

Moniteur hémodynamique

• Valeur de base déterminée par la fonction

cardiaque

• Meilleur que le cathéter de l’artère

pulmonaire pour déterminer si la fonction

cardiaque est normale ou non

• Utile dans toutes les formes de choc

• Utile pour déterminer l’efficacité du

traitement

(21)

Avant CEC

Après CEC

Moniteur hémodynamique

• Valeur de base déterminée apr la fonction

cardiaque

• Meilleur que le cathéter de l’artère

pulmonaire pour déterminer si la fonction

cardiaque est normale ou non

• Utile dans toutes les formes de choc

• Utile pour déterminer l’efficacité du

traitement

Défaillance ventriculaire droite Obstruction chambre de chasse Défaillance ventriculaire droite

du ventricule gauche

Fonction cardiaque et rSO

₂

• La rSO

2

corrèle avec la fonction cardiaque

systolique et diastolique

• L’instabilité hémodynamique = ↓ rSO

y

q

↓

22

• Les interventions médicales et chirurgicales

qui vont modifier la fonction cardiaque vont

être associés à des changements de rSO

2

• Est-ce que la rSO

2

pourrait être utilisée

comme objectif de réanimation?

(22)

Effet de l’induction de

l’anesthésie générale

Étape #8

Étape 7-8

• Si la rSO

₂

baisse et que tous les

paramètres sont normaux, considérer:

– Hyperthermie

Éveil (Bis↑)

– Éveil (Bis↑)

– Convulsions

– Pathologie intracrânienne

• Considérer imagerie cérébrale

(Doppler, TACO, RMN)

Autres applications potentielles

• Chirurgie non-cardiaque

– Endartérectomie carotidienne – Chirurgie aortique

• Obstétrique: perfusion utérine

• Ballon intra-aortique: perfusion périphérique

• Assistance ventriculaire

• Patients instables aux SI et à l’urgence

• Valeur pronostique en réanimation

(23)

Oxymétrie en chirurgie

hépatobiliaire et greffe de foie

Oximétrie cérébrale

A: « Airway » B: « Breathing » C: Circulatoire C: Circulatoire D: Diagnostique E: Espérance de survie

En résumé

• L’oximétrie cérébrale est un monitoring de tendance basé sur l’absorption de lumière IR du sang oxygéné/non-oxygéné

• Plusieurs facteurs vont influencer la valeur finale

• La valeur de base avant la chirurgie cardiaque a une valeur pronostique

p q

• La sévérité de la désaturation corrèle avec les complications et les déficits neurocognitifs post-op et la durée du séjour à l’hôpital

• Trois études randomisées (Casati 2005, Murkin 2007, Slater 2009) supportent son utilité en chirurgie majeure et chirurgie cardiaque

• L’impact de ce monitoring dépends essentiellement:

– De l’utilisation d’une approche systématique

– De niveau de compréhension et communication de l’équipe traitante

Les étudiants

PhD

Anne Nguyen Paul Gavra Francois Haddad MD Hosam Ased Julián Andrés García Duitama

Les étudiants

Master

Christian Ayoub MD Maxime Laflamme MD Éric Piette MD

’é i d h h

Denis Babin MSc Inh Jean Lambert PhD Biostatistique Louis P.Perrault MD PhD FRCSC

L’équipe de recherche:

Jean‐Claude Tardif MD FRCP Alain Deschamps MD FRCPC PhD Pierre Couture MD FRCPC